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分析蛋白?也許游戲才是最好的方法

日期:2011-11-09 09:07:53

游戲在某些人眼里也許是玩物喪志的東西,但是在另外一些人眼里,通過游戲也許能解開生物之謎,近期來自華盛頓大學的研究人員就利用一個蛋白折疊游戲構建了蛋白模型,并用于開發艾滋病藥物。不僅如此,現在華盛頓大學的研究人員還通過700多玩家的實驗調查,分析了他們在解決蛋白結構中運用的最有效方法和運算法則。這一研究調查公布在《美國國家科學院院刊》(PNAS)雜志上。

 

這個游戲就是2008年華盛頓大學的計算機科學和工程學系和生物化學學系聯合開發的一個實驗性的蛋白質折疊電子游戲——Foldit。分析蛋白質分子如何折疊是一個復雜的過程,雖然大致的程序已經為人所知,但蛋白質結構預測還是需要大量的運算。Foldit游戲就是讓玩家試著操縱簡單的類蛋白質構造,并定期更新以真實蛋白質結構為基礎的謎題。簡單來說,就是在給定一個目標蛋白質后,玩家需要在遵守科學規律的前提下,用氨基酸如搭積木一樣把目標蛋白質“搭建”出來(游戲鏈接:http://fold.it/portal/)。

 

目前這一游戲出的謎題都是基于已被人們清楚了解的蛋白質,但近期華盛頓大學的研究人員利用這個蛋白折疊游戲,破解了與猴類艾滋病病毒有關的蛋白:M-PMV。在這之前,不少研究人員試圖通過分子置換構建M-PMV逆轉錄酶晶體結構,但都失敗了。在這項研究中,華盛頓大學研究人員于是把這個蛋白質設為目標,放入Foldit游戲中,沒過多久,就有玩家找出了可能的氨基酸組裝方式。之后研究人員用X射線等對玩家給出的結果進行了驗證,發現這個玩出的結果是準確的。這將有助于艾滋病病毒的深入解析,以及艾滋病藥物的研發。

 

不僅如此,在過去幾年里,全球有六萬人參與了Foldit這個游戲,一些分析幫助了癌癥和阿茲海默癥藥物的研究,那么其中會不會有一些值得參考的蛋白分析思路呢?

 

為了能更進一步從這個游戲中獲得對于蛋白結構分析有幫助的信息,華盛頓大學的研究人員在三個月里,詳細分析了721位游戲玩家在游戲過程中采用的方法和運算法則,他們收集那些具有創新性的新方法,并希望能從中發現最先進的運算方法。通過分析玩家們在解決蛋白結構迷題中,采用的這些最有效的方法,研究人員希望能整理這些復雜方法,廣泛用于解決科學難題。

 

文章作者表示,這項成果比艾滋病研究那項成果更讓我們激動,因為之前的論文還只是解決了一個長期困擾科學家的難題,而這項成果分析了玩家們如何找到合適的策略方法,用于游戲,提升這些方法的效率。


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